منابع و فیلترهای طبیعی اشعه UV
منابع و فیلترهای طبیعی اشعه UV
خورشید اشعه‌ی ماورای بنفش را در تمامی طول موج ها منتشر می‌کند ، از قبیل ماورای بنفش شدید که در طول موج 10 nm از پرتوی X عبور می کند. ستارگان به‌شدت داغ به تناسب اشعه‌ی UV بیشتری نسبت به خورشید منتشر می‌کنند . برای مثال ، انرژی گرمایی ستاره‌ی R136a1 ، 4.57 eV می‌باشد که نزدیک به محدوده‌ی UV است ( نور چنین ستاره‌هایی به‌جای بنفش ، آبی روشن می‌باشد ) .
سطح ازن در ارتفاعات گوناگون و موانع رد شدن نوارهای مختلفی از اشعه‌ی ماورای بنفش . در اصل ، یا اکسیژن دو اتمی ( از 100-200 nm) یا ازن (200-280 nm) موجود در هوا مانع عبور کل اشعه‌ی UVC می‌شوند. سپس لایه‌ی ازن از عبور بخش زیادی از اشعه‌ی UVB ممانعت می‌کند. ضمناً لایه‌ی ازن بر روی اشعه‌ی UVA تأثیر کمی داشته و مقدار زیادی از آن به سطح کره‌ی زمین می‌رسد .
نور خورشید در فضای بالای جو کره‌ی زمین ، با خروجی ثابت خورشیدی در حدود 1366 watts/m2 ، ، برای توان کل اشعه‌ی ماورای بنفش در حدود 140 watts/m2 در خلأ ، ( بر حسب انرژی کل ) تقریباً از 50٪ نور مادون قرمز ، 40٪ نور مرئی ، و 10٪ نور ماورای بنفش تشکیل شده است . به‌هرحال ، در سطح زمین انرژی کل نور خورشید تا حدود 1000-1100 watts/m2 کاهش می‌یابد ، و بر حسب کسر انرژی از 44٪ نور مرئی ، 3٪ اشعه‌ی ماورای بنفش ( در حالتی‌که خورشید در اوج آسمان قرار داشته باشد ) و الباقی از اشعه‌ی مادون قرمز تشکیل می‌شود . بنابراین ، نور خورشید در سطح کره‌ی زمین در حالتی‌که خورشید در اوج آسمان قرار دارد ، بر حسب متر مربع ، از تقریباً 527 watts پرتوی مادون قرمز ، 445 watts نور مرئی و 32 watts UV تشکیل می‌شود .
وقتی‌که خورشید در اوج آسمان قرار دارد ، هوا و لایه‌ی ازن اطراف کره‌ی زمین ، مجموعاً به 32 watts/m2 ( قدرت زمینی اشعه‌ی UV) از 140 watts/m2 ، که مربوط به نور UV خورشید در خلأ می‌باشد ، اجازه‌ی عبور می‌دهند ( یعنی مقدار 23٪) . یعنی اتمسفر زمین مانع از عبور حداقل 77٪ از اشعه‌ی UV موجود در نور خورشید می‌شود . به‌هرحال ، بیشتر اشعه‌ی UV موجود در نور خورشید که اتمسفر زمین مانع از عبور آن می‌شود ، اشعه‌ی UV با طول موج‌های کوتاه می‌باشد . نمودار نشان می‌دهد که در حدود 97-99% از پرتوی UV موجود در نور خورشید ، در میانگین زاویه‌ی استقرار در طول روز ، با این موانع روبه‌رو می‌شوند .
نوارهای UV با پایین‌ترین طول موج‌ها ، نوارهای UVA ، UVB و UVC موجود در تشعشعات خورشیدی جالب هستند ، چون نوارهای UV معمولاً با منابع مصنوعی در کره‌ی زمین مواجه می‌شوند . وقتی‌که در لایه‌ی ازن تحت تأثیر اشعه‌ی UV واکنش بین مولکول‌های اکسیژن دو اتمی رخ دهد و اکسیژن تک اتمی به‌وجود آید ، نوارهایی با طول موج کوتاه‌تر از UVC ، مانند پرتوهای پر انرژی‌تر که توسط خورشید تولید می‌شوند ، می‌توانند ازن تولید کنند . لایه‌ی ازن به‌طور ویژه‌ای در برابر عبور UVB و بخشی از UVC ، مانع مهمی محسوب می‌شود . از این‌رو هوای معمولی مانع عبور اشعه‌ی UVC با کوتاه‌ترین طول موج ( و حتی اشعه‌های با طول موج کوتاه‌تر ) می‌باشد . از میان پرتوی ماورای بنفشی که به سطح زمین می‌رسد ، بر حسب پوشش ابر و شرایط اتمسفری ، در حدود 95٪ از آن‌را UVA تشکیل می‌دهد ( که دارای بلندترین طول موج است ).
شیشه‌ی معمولی برای اشعه‌ی UVA اندکی شفاف است ، اما برای طول موج‌های کوتاه‌تر مات می‌باشد ، در حقیقت سیلیکا یا شیشه‌ی کوارتز بر حسب کیفیت می‌تواند حتی برای طول موج‌های مربوط به UV خلأ نیز شفاف باشد . شیشه‌ی معمولی پنجره در حدود 90٪ از نور بالای 350 nm را عبور می‌دهد ، اما مانع عبور بیش از 90٪ از نور زیر 300 nm می‌باشد.
برچسپ:
خورشید اشعه‌ی ماورای بنفش را در تمامی طول موج ها منتشر می‌کند ، از قبیل ماورای بنفش شدید که در طول موج 10 nm از پرتوی X عبور می کند. ستارگان به‌شدت داغ به تناسب اشعه‌ی UV بیشتری نسبت به خورشید منتشر می‌کنند . برای مثال ، انرژی گرمایی ستاره‌ی R136a1 ، 4.57 eV می‌باشد که نزدیک به محدوده‌ی UV است ( نور چنین ستاره‌هایی به‌جای بنفش ، آبی روشن می‌باشد ) .
سطح ازن در ارتفاعات گوناگون و موانع رد شدن نوارهای مختلفی از اشعه‌ی ماورای بنفش . در اصل ، یا اکسیژن دو اتمی ( از 100-200 nm) یا ازن (200-280 nm) موجود در هوا مانع عبور کل اشعه‌ی UVC می‌شوند. سپس لایه‌ی ازن از عبور بخش زیادی از اشعه‌ی UVB ممانعت می‌کند. ضمناً لایه‌ی ازن بر روی اشعه‌ی UVA تأثیر کمی داشته و مقدار زیادی از آن به سطح کره‌ی زمین می‌رسد .
نور خورشید در فضای بالای جو کره‌ی زمین ، با خروجی ثابت خورشیدی در حدود 1366 watts/m2 ، ، برای توان کل اشعه‌ی ماورای بنفش در حدود 140 watts/m2 در خلأ ، ( بر حسب انرژی کل ) تقریباً از 50٪ نور مادون قرمز ، 40٪ نور مرئی ، و 10٪ نور ماورای بنفش تشکیل شده است . به‌هرحال ، در سطح زمین انرژی کل نور خورشید تا حدود 1000-1100 watts/m2 کاهش می‌یابد ، و بر حسب کسر انرژی از 44٪ نور مرئی ، 3٪ اشعه‌ی ماورای بنفش ( در حالتی‌که خورشید در اوج آسمان قرار داشته باشد ) و الباقی از اشعه‌ی مادون قرمز تشکیل می‌شود . بنابراین ، نور خورشید در سطح کره‌ی زمین در حالتی‌که خورشید در اوج آسمان قرار دارد ، بر حسب متر مربع ، از تقریباً 527 watts پرتوی مادون قرمز ، 445 watts نور مرئی و 32 watts UV تشکیل می‌شود .
وقتی‌که خورشید در اوج آسمان قرار دارد ، هوا و لایه‌ی ازن اطراف کره‌ی زمین ، مجموعاً به 32 watts/m2 ( قدرت زمینی اشعه‌ی UV) از 140 watts/m2 ، که مربوط به نور UV خورشید در خلأ می‌باشد ، اجازه‌ی عبور می‌دهند ( یعنی مقدار 23٪) . یعنی اتمسفر زمین مانع از عبور حداقل 77٪ از اشعه‌ی UV موجود در نور خورشید می‌شود . به‌هرحال ، بیشتر اشعه‌ی UV موجود در نور خورشید که اتمسفر زمین مانع از عبور آن می‌شود ، اشعه‌ی UV با طول موج‌های کوتاه می‌باشد . نمودار نشان می‌دهد که در حدود 97-99% از پرتوی UV موجود در نور خورشید ، در میانگین زاویه‌ی استقرار در طول روز ، با این موانع روبه‌رو می‌شوند .
نوارهای UV با پایین‌ترین طول موج‌ها ، نوارهای UVA ، UVB و UVC موجود در تشعشعات خورشیدی جالب هستند ، چون نوارهای UV معمولاً با منابع مصنوعی در کره‌ی زمین مواجه می‌شوند . وقتی‌که در لایه‌ی ازن تحت تأثیر اشعه‌ی UV واکنش بین مولکول‌های اکسیژن دو اتمی رخ دهد و اکسیژن تک اتمی به‌وجود آید ، نوارهایی با طول موج کوتاه‌تر از UVC ، مانند پرتوهای پر انرژی‌تر که توسط خورشید تولید می‌شوند ، می‌توانند ازن تولید کنند . لایه‌ی ازن به‌طور ویژه‌ای در برابر عبور UVB و بخشی از UVC ، مانع مهمی محسوب می‌شود . از این‌رو هوای معمولی مانع عبور اشعه‌ی UVC با کوتاه‌ترین طول موج ( و حتی اشعه‌های با طول موج کوتاه‌تر ) می‌باشد . از میان پرتوی ماورای بنفشی که به سطح زمین می‌رسد ، بر حسب پوشش ابر و شرایط اتمسفری ، در حدود 95٪ از آن‌را UVA تشکیل می‌دهد ( که دارای بلندترین طول موج است ).
شیشه‌ی معمولی برای اشعه‌ی UVA اندکی شفاف است ، اما برای طول موج‌های کوتاه‌تر مات می‌باشد ، در حقیقت سیلیکا یا شیشه‌ی کوارتز بر حسب کیفیت می‌تواند حتی برای طول موج‌های مربوط به UV خلأ نیز شفاف باشد . شیشه‌ی معمولی پنجره در حدود 90٪ از نور بالای 350 nm را عبور می‌دهد ، اما مانع عبور بیش از 90٪ از نور زیر 300 nm می‌باشد.
برچسپ: